柱体绕流阻力理论研究和数值模拟
低雷诺数下圆柱绕流减阻的数值模拟研究
硕士学位论文低雷诺数下圆柱绕流减阻的数值模拟研究A NUMERICAL STUDY OF FLUID FORCES REDUCTION ON A CIRCULAR CYLINDER AT LOW REYNOLDS NUMBER黄玮哈尔滨工业大学2005 年 3 月国内图书分类号：O357.1国际图书分类号：621工学硕士学位论文低雷诺数下圆柱绕流减阻的数值模拟研究硕士研究生：黄玮导师：周超英副教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：深圳研究生院答辩日期： 2005 年 3 月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: O357.1U.D.C.: 621Dissertation for the Master Degree of EngineeringA NUMERICAL STUDY OF FLUID FORCES REDUCTION ON A CIRCULAR CYLINDER AT LOW REYNOLDSNUMBERCandidate:Supervisor:Academic Degree Applied for: Specialty:Affiliation:Date of Defence: Huang WeiAssociate Prof. Zhou Chaoying Master of Engineering Mechatronics Engineering Shenzhen Graduate School March, 2005Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要研究圆柱绕流的减阻控制对于减小流动诱发振动、提高结构体抗疲劳强度有着非常重要的作用。
数值模拟能够克服实验的不足，高效的给出相关流场的具体信息。
正是因为数值模拟具有较多的优点，所以计算机数值模拟已逐渐成为流体力学强有力的研究工具。
串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究的开题报告
串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究的开题报告题目：串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究一、选题背景随着现代工业的发展，液流传输系统、风力发电等领域中都有液流或气流穿过柱体的情况。
柱体绕流噪声是由于液流或气流穿过柱体时所产生的一种噪声。
针对这种噪声产生机制进行深入研究，有助于提高环境和健康安全，并且也是应用新技术的必要前提。
双圆柱结构被广泛应用于工程领域，在许多自然和工业气流流场中都广泛出现。
因此，研究双圆柱绕流噪声具有重要的理论和应用价值。
本文选取了串列双圆柱模型，对其绕流噪声进行数值模拟与实验研究，旨在探究串列双圆柱绕流噪声中的物理机制、声压级和频率响应等问题，为相应领域的实际应用提供科学基础。
二、研究内容和方法1. 研究内容：（1）了解绕流噪声的物理机制、特征等基础知识，掌握数值模拟和实验分析的相关技术和方法；（2）建立串列双圆柱绕流噪声数值模拟模型，并通过计算流体力学（CFD）软件进行求解，分析流场的压力分布、阻力系数；（3）搭建串列双圆柱绕流噪声实验平台，采集实验数据，分析不同流速下的绕流噪声频率响应、声压级等特性；（4）对比数值模拟结果和实验数据，分析差异原因，检验数值模拟的可靠性和准确性。
2. 研究方法：（1）数值模拟方法，采用计算流体力学软件（例如FLUENT、OpenFOAM等），对串列双圆柱绕流噪声进行数值模拟；（2）实验方法，采用声学实验仪器，通过测量、分析声学信号，获取不同流速下的串列双圆柱绕流噪声频率响应和声压级等数据；（3）数据处理方法，对数值模拟和实验数据进行处理和分析，对比分析得到结论。
三、预期成果及意义本文将建立串列双圆柱模型，利用数值模拟和实验方法，研究串列双圆柱绕流噪声的物理机制、频率响应和声压级等问题。
预期成果如下：1. 建立串列双圆柱模型，通过数值模拟分析，得出流场的压力分布和阻力系数等基本物理参数；2. 建立串列双圆柱绕流噪声实验平台，通过实验分析，得到不同流速下的绕流噪声频率响应和声压级等特性；3. 对比数值模拟结果和实验数据，分析差异原因，检验数值模拟的可靠性和准确性；4. 研究结果对于提高串列双圆柱结构的流体性能、减少噪声污染、改善工程环境，以及其他相关领域具有理论指导意义和实际应用意义。
(完整word版)圆柱绕流成功算例
一个世纪以来，圆柱绕流一直是众多理论分析，实验研究及数值模拟的对象。
因为这种流动既有不固定的分离点，又有分离后的尾流和脱体涡。
随着雷诺数的增加,尾流性质，脱体涡的形态有很大的变化，具有丰富的流动现象。
应观察到的物理现象图圆柱体的St（Strouhal数）随Re(Reynolds数）变化曲线/ u0 q+ C以上数据是由A.Roshko、H。
s.Ribner、B。
Etkins和K.K.Nelly，E。
F.Relt和L。
F。
G.Simmons，以及G.W。
Jones等人测量得到。
注意观察圆柱体的St（Strouhal数）随Re（Reynolds数）的变化规律。
St与特征长度、特征速度和特征频率（圆柱绕流：涡脱落的频率)有关.圆柱体的阻力系数Cd随Reynolds数的变化曲线( l％ ~1 O0 l# ］, f/ e图中实曲线是由Wieselsberger,A.Roshko 测量数据绘制得到注意观察圆柱体的阻力系数Cd随Reynolds数的变化规律及阻力危机现象。
湍流模型的选取FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包。
它具有丰富的物理模型，先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天，汽车设计,石油天然气，涡轮机设计等方面都有着广泛的运用。
FLUENT提供的湍流模型包括：单方程（Spalart-Allmaras）模型、双方程模型(标准κ—ε模型、重整化群κ—ε模型、可实现(Realizable）κ-ε模型）及雷诺应力模型和大涡模拟.湍流模型种类如图所示。
. f） y7 l， l8图湍流模型种类示意图# g3 Q, j2 p2 l+ b F0 u+ e9 D； S） c6 n7 d注意!二维平面模型显示的湍流模式.注意没有大涡模型（LES）三维平面模型显示的湍流模式。
注意出现大涡模型(LES）要使二维平面模型出现LES，需要如下操作。
在FLUENT屏幕上键入(rpsetvar 'les—2d?’#t）屏幕会出现les-2d?，然后回车即可特别注意！/ w/ ［7 n’ L＊ T" z- e( `% X3 j, |雷诺数大于100000后，二维平面模型,运用各种湍流模型（除LES外）计算,卡门涡街都将很难出现。
流体力学Fluent报告材料——圆柱绕流
亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列圆柱和方柱绕流问题进展了数值研究，通过结果比照，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以与涡脱频率的影响。
一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体如此不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。
相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。
Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。
关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程与地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。
当流体流过圆柱时, 由于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。
这种作用力引起柱体的振动与材料的疲劳，损坏结构，后果严重。
因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进展过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以与涡致振动问题。
沈立龙等[1]基于RNG k⁃ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数C d与Strouhal 数随雷诺数的变化规律。
姚熊亮等[2]采用计算流体软件CFX中LES模型计算了二维不可压缩均匀流中孤立圆柱与串列双圆柱的水动力特性。
使用非结构化网格六面体单元和有限体积法对二维N- S方程进展求解。
他们着重研究了高雷诺数时串列双圆柱在不同间距比时的压力分布、阻力、升力与Sr数随Re数的变化趋势。
费宝玲等[3]用FLUENT软件对串列圆柱绕流进展了二维模拟，他们选取间距比L/D(L 为两圆柱中心间的距离，D为圆柱直径)2、3、4共3个间距进展了数值分析。
计算均在Re = 200 的非定常条件下进展。
计算了圆柱的升阻力系数、尾涡脱落频率等描述绕流问题的主要参量，分析了不同间距对圆柱间相互作用和尾流特征的影响。
圆柱绕流的一个重要特征是流动形态取决于雷诺数。
高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟_廖俊
A辑第16卷第1期 水动力学研究与进展 Ser.A,V ol.16,N o.1 2001年3月 JOURNAL OF HYDRODYNAM ICS M ar.,2001文章编号:1000-4874(2001)01-0101-10高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟廖 俊1, 景思睿2(1.华中理工大学能源科学与工程学院,湖北武汉430074;2.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049) 摘 要: 本文使用表面涡法研究高雷诺数下不同排列方式双圆柱绕流的流动状态。
计算了双圆柱在并列、串列及级列的情况下的各种流动结构,涡街的变化及作用在圆柱上的受力情况。
本文结果清楚地描述了双圆柱绕流复杂的流动状况,计算结果与实验显示的流动状况十分相似,斯特罗哈数和阻力系数与实验结果符合得很好。
关 键 词: 表面涡方法;圆柱绕流;数值模拟;涡街中图分类号: O357.1 文献标识码:A1 引言对多圆柱的绕流研究在工程实际中有很重大的意义,例如管束的热交换,反应堆,高大建筑物,海洋平台及桥梁等。
当流体流过圆柱体时,由于涡的脱落,使圆柱体上产生交变作用力。
这种作用力导致柱体的振动及材料的疲劳,而使结构损坏,产生严重的后果。
如水电站的蒸发塔,就曾经由于安装位置不正确,导致多个塔之间强烈影响、振动并使塔损坏,悬索桥也发生过类似事例,悬索共振而使桥倒塌。
由于多个柱体流动状况复杂、多变,导致对于柱体上作用力大小和方向极其复杂,实验测量非常困难,在实际工程中就需要用数值模拟的方式确定其流动状况,估计出柱体上的作用力大小、方向,以便工程参数的确定。
在多圆柱绕流研究中最多的是双圆柱绕流,双圆柱绕流按圆柱的不同排列方式可以分为三类:串列,两圆柱相对来流方向呈前后排列;并列,两圆柱相对来流方向呈并排排列;级列,两圆柱呈前后交叉排列。
对于柱体绕流的数值模拟方式可以分两大类,一类为网格法,另一类为无网格法。
网格法主要有有限差分法、有限元法。
流体力学Fluent报告——圆柱绕流
流体力学Fluent报告——圆柱绕流亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列圆柱和方柱绕流问题进行了数值研究，通过结果对比，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以及涡脱频率的影响。
一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体则不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。
相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。
Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。
关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程及地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。
当流体流过圆柱时 , 由于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。
这种作用力引起柱体的振动及材料的疲劳，损坏结构，后果严重。
因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进行过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以及涡致振动问题。
沈立龙等[1]基于RNG k⁃ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数C与 Strouhal 数d随雷诺数的变化规律。
姚熊亮等[2]采用计算流体软件CFX中LES模型计算了二维不可压缩均匀流中孤立圆柱及串列双圆柱的水动力特性。
使用非结构化网格六面体单元和有限体积法对二维N- S方程进行求解。
他们着重研究了高雷诺数时串列双圆柱在不同间距比时的压力分布、阻力、升力及Sr数随Re数的变化趋势。
费宝玲等[3]用FLUENT软件对串列圆柱绕流进行了二维模拟，他们选取间距比L/D(L为两圆柱中心间的距离，D为圆柱直径)2、3、4共3个间距进行了数值分析。
计算均在 Re = 200 的非定常条件下进行。
计算了圆柱的升阻力系数、尾涡脱落频率等描述绕流问题的主要参量，分析了不同间距对圆柱间相互作用和尾流特征的影响。
流体的圆柱绕流和球体绕流
流体的圆柱绕流和球体绕流流体力学是一门研究流体运动规律的学科，其中圆柱绕流和球体绕流是其中两个重要的研究领域。
本文将对这两个问题进行探讨和分析。
一、圆柱绕流圆柱绕流是指流体绕过圆柱体的运动情况。
这个问题的研究对于建筑物、桥梁等结构的设计以及风力发电、水力发电等领域的应用具有重要意义。
圆柱绕流问题的研究可分为二维和三维两种情况。
二维情况下，流体运动在一个平面内进行，圆柱绕流主要表现为流体分离和脱落现象。
三维情况考虑了流体运动的立体特性，圆柱绕流的现象更加复杂，例如涡脱落、涡欧拉现象等。
对于圆柱绕流问题，研究者发现了一些重要的现象和特点。
例如，在二维情况下，当雷诺数（Reynolds number）小于约50时，流体边界层分离现象较为明显；而在Reynolds数大于约50时，主要以卡门漩涡（von Kármán vortex）为特征。
此外，三维情况下，流体流动情况更为复杂，存在多种多样的涡流结构。
圆柱绕流问题的研究方法有很多，例如实验方法和数值模拟方法。
实验方法通常使用风洞试验或水洞试验，通过测量流场参数来获得流体运动规律。
数值模拟方法则通过计算流体的动力学方程，以及采用适当的网格划分和离散算法，模拟圆柱绕流的流体运动情况。
二、球体绕流球体绕流是指流体绕过球体的运动情况。
球体绕流问题的研究同样对于许多领域具有重要意义，如船舶设计、飞行器空气动力学、流体工程等。
和圆柱绕流相比，球体绕流的流动状态更加复杂。
在低雷诺数下，流体会产生分离现象，形成稳定的涡结构；而在高雷诺数下，流体的运动规律更加多样，可能出现流体脱离球体的现象。
球体绕流问题的研究同样采用实验方法和数值模拟方法。
实验方法中，可以通过在风洞中进行测量，如测量压力分布和速度分布，来获得流体运动的相关信息。
数值模拟方法则通过求解流体动力学方程，并应用适当的离散化算法计算球体绕流的流场。
综合来说，圆柱绕流和球体绕流是流体力学领域中的两个重要问题。
圆柱绕流数值模拟资料
圆柱绕流的数值模拟研究摘要：选取直径为D=10mm的圆柱及6D×3D的计算区域，利用GAMBIT进行模型的创建模型，对计算区域采用分块网格划分与结构化网格划分相结合的技术进行网格划分。
对0.03m/s~1.0m/s的低流速情况下的圆柱绕流进行模拟研究，结果发现在速度达到0.1m/s前圆柱后侧没有出现明显的漩涡，在速度大于0.1m/s后漩涡开始出现，当速度达到0.5m/s时漩涡的范围最大。
最后利用FLUENT的网格自适应技术对入口速度为0.5m/s的情况进行了网格加密，发现网格自动加密可以改进网格分布情况，但对计算结果的影响程度有限。
关键词：网格划分；圆柱绕流；涡量；网格自适应钝体绕流中尤其以圆柱体的绕流问题最为经典和引起人们的注意。
圆柱绕流属于非定常分离流动问题，在工业工程中的应用非常广泛。
圆柱绕流同时也是一个经典的流体力学问题，流体绕圆柱体流动时，过流断面收缩，流速沿程增加，压强沿程减小，由于黏性力的存在，就会在柱体周围形成附面层的分离，形成圆柱绕流。
而由于圆柱的存在，会在圆柱迎水面产生壅水现象，同时也增加了圆柱的受力，使得圆柱绕流问题变得十分复杂。
研究圆柱绕流问题在工程实际中也具有很重要的意义。
如在水流对桥梁、海洋钻井平台支柱、海底输运管线、桩基码头等的作用中，风对塔建筑、化工塔设备、高空电缆等的作用中，都有重要的工程应用背景。
因此，对圆柱绕流进行深入研究，了解其流动机理和水动力学规律，不仅具有理论意义，还具有明显的社会经济效益。
1数学模型与计算方法1.1几何模型结合本文研究目标，取圆柱直径D=10mm，计算区域为6D×3D的矩形区域，如图1所示。
上游尺寸1.5D，下游尺寸4.5D。
使用GAMBIT建模软件按照图1所示的计算域建立了二维的计算模型。
图1计算区域1.2网格划分及边界条件设置为提高模拟精度，计算区域采用分块网格划分与结构化网格划分相结合的技术。
计算区域共分两块，尺寸见图1所示。
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柱体绕流阻力理论研究和数值模拟李金钊2011-11-27柱体绕流阻力理论研究和数值模拟摘要：柱体绕流是流体力学中的经典问题之一，而对于绕流阻力的研究又是该问题的关键之处。
本文对柱体绕流阻力产生的原因进行了理论分析，并对国内外关于柱体绕流阻力的研究成果进行了归纳总结，指出了研究的方向和对前景的展望。
同时本文借助于Fluent 软件，针对二维圆柱和方柱绕流进行了数值模拟，得出了绕流阻力系数并与相关试验结果进行了比较分析。
关键词：绕流阻力、研究成果、数值模拟1 前言1.1 柱体绕流阻力研究意义及应用背景流体绕结构物流动时，过流断面收缩，流速沿程增加，压强沿程减小。
由于黏性力的存在，就会在物体周围形成边界层的分离，形成绕流。
而由于结构物的存在，会在物体迎水面产生雍水现象，同时也增加了结构物的受力，使得绕流问题变的十分复杂。
目前相关理论研究成果较贫乏，因此对绕流现象进行研究具有重要的理论基础意义。
研究结构物绕流问题在工程实际中也具有重要意义。
如在水流对桥下部结构的作用中，风对桥塔、索缆的作用中，都有重要的工程应用背景。
因此对结构物绕流进行深入研究，掌握其流动机理和水动力学规律，不仅具有理论意义，还有明显的社会经济效益。
1.2 绕流阻力理论分析水流流经柱体时，作用于物体上的力可分为两类：摩擦阻力和压差阻力。
其中流体作用于物体表面的摩擦力在水流方向上的投影就是摩擦阻力。
压差阻力的产生是由于物体表面边界层产生分离。
边界层的分离常常伴随着涡旋的产生和能量的损失，从而物体前后面压强发生变化，产生了压强差了，增加了流动的阻力。
压差阻力主要取决于物体的形状，因此也称为形状阻力。
对于细长物体，例如顺水流放置的平板或翼型，则摩擦阻力占主导地位；而钝性物体的绕流，例如圆球、桥墩等，则主要是压差阻力。
液体对物体的绕流阻力可用下列公式计算[1]F D二 C D式中，C D 为绕流阻力系数；A 为物体在流速垂直方向的迎流投影面积2研究进展鉴于柱体绕流阻力问题在理论和工程实际中的重要意义，国内外许多学者 对此问题进行了许多研究工作，大多数是通过对柱体受到的作用力和流速的测量, 来确定其绕流阻力系数。
研究的方法包括试验研究、原型观测和数值模拟等。
2.1 试验研究与原型观测1985年，N.E.伊杰里奇克通过试验得出了在均匀来流条件下，光滑圆柱体阻力系数C D 与雷诺数Re 有很大关系［2］，即C D 二f （Re ，并得出了相应的关系曲 线，如图1所示由上图曲线可看出：当Re 很小时（例如Re <0.5），惯性力与粘滞力相比可 以忽略，阻力与U O 成正比。
阻力系数C D 则与Re 成反比，如图中的直线部分， 这时流动称为蠕动。
当Re 增加，在圆柱表面产生了层流边界层，而一旦发生了边界层的分离（Re 壯5）,则压差阻力大大增加。
当 Re 肚200，发生卡门涡街。
当Re 增加到104时，压差阻力占主要，相对比摩擦阻力很小，故绕流阻力与Re 几 乎无关。
当Re(1)图1 阻力系数与雷诺数关系曲线图增加至3 105时，由于圆柱表面的层流边界层开始转变为紊流边界层，动能增大，C D突然下降。
该结果对单柱体绕流阻力的研究起到了重要意义。
为便于对比，本文将国内外其他研究成果列于下表1。
表1国内外各阻力系数汇总表[3]选用费料名竹園柱但力攝4tCp址1美国陆军海并工稅中心Fle<2x 10b. CrtJO;2x W*, G J=t256(og1QRe+7.8065; Re^Sx 10\ (^=0.702《公時架设计规范〉0803二航fit <河黑设计手舟〉A（港口工軽技采规范〉0735港口建罠输设计島浪L>d（）i.O6日本设计屈准第一茬15*0737术力学（成那圮学・渝华尢学等）He=W»2xl0\ 0*0.70B 1.179Huid-Dyiumic Orag 1.172.2数值模拟随着流体力学理论的完善和计算机硬件设备的不断更新，计算流体力学CFD 得到了巨大发展，柱体绕流阻力问题在数值模拟方面也取得了较大进展。
1992年，清华大学苑明顺[4]用大涡模拟方法对亚临界区（Re=1.4 105）孤立圆柱问题进行了2D数值模拟，分析对比了有关流动特性，得出了大涡模拟方法能够模拟出较合理的主要流动参数，如阻力系数、升力系数、柱面时均压力分布及涡街几何特征等。
1998年，Breuer⑸也将LES方法应用到紊流孤立圆柱绕流的情况，数值计算的结果与试验数据比较吻合。
姚熊亮⑹等人，采用计算流体软件CFX5中的LES莫型计算了均匀流场中三维圆柱绕流的水动力特性。
3柱体绕流数值模拟本文采用有限容积法（FVM ）,借助于Flue nt 软件，对二维圆柱体和方柱体 绕流进行数值模拟，计算得到了两种类型绕流流线图和阻力系数等结果， 并与相关文献结果进行了比较。
3.1数值计算1）控制方程对于不可压缩粘性流体，在直角坐标系下，其运动规律可用 N-S 方程来描述，连续性方程和动量方程如下：巴=0X j式中i,j =1,2,3 ;「为流体密度；'••为运动粘度系数2）计算域和边界条件圆柱和方柱绕流计算域选取分别如下图2、图3所示图2 圆柱绕流计算区域iJ 1U=lt. v=()3.5DED显然要指定来流面、出流面、结构物和区域表面的边界条件。
来流面：为保证流速得到充分发展，使用 UDF 定义其入口流速边界条件；(2).:u i；:t丄)x j : :x：X j :旳(3)u =1.5%[1一岸一1）2][1] （4）出流面：指定为压力出口；柱体表面和区域上下界面：指定为壁面（wall），u=0v0，也称无滑移边界条件。
3）离散格式及求解控制方程使用有限体积法离散，对流项采用二阶迎风格式，扩散项采用中心差分格式，速度和压力耦合采用SIMPLE（算法，最后进行迭代求解。
3.2计算结果与分析本文采用2D层流模型，流动为定常稳态流，分别计算了雷诺数Re=40、200、800时的圆柱、方柱绕流问题。
图5、6分别显示了不同雷诺数下的圆柱、方柱绕流流线图。
从图中可看出，雷诺数Re =40时，柱体后面产生了一组排列对称的涡旋，这是由于边界层的分离致使；雷诺数Re二200时，柱体后面出现了涡脱落现象，涡街为层流涡街；雷诺数Re = 800时，边界层仍为层流分离，而尾流已转为紊流涡街。
表2列出了圆柱绕流阻力系数Cd的计算结果，通过与上述文献试验资料[2] 比较分析可看出，数值模拟的计算结果与试验结果存在一定的偏差。
这是由于本文数值模拟是二维情况下的柱体绕流，而试验结果是在三维的条件下得出的，所以简化的二维模拟与实际情况会出现偏差。
Re=200Re=800图5 圆柱绕流流线图Re=40Re=200图6 方柱绕流流线图Re=8004 柱体绕流研究方向展望传统的试验验研究由于受其本身局限性（如模型尺寸、试验周期、资金投入等）的影响，很多试验研究很难实现；由于流体力学方程为非线性方程，无法得到其理论解析解，使得理论流体力学的发展受到限制。
随着CFD技术的发展，不仅克服了传统试验研究的限制，又由于其强大的计算能力能够解决解析法无法解决的微分方程，因此CFD技术的发展大大促进了流体力学研究的进步。
同时，我们也应该看到在数值计算中如何有效的划分网格，确定离散格式和算法是保证数值模拟结果合理正确性的关键。
由于实际工程实践的复杂性，绕流问题更多的是三维流态的情况，采用2D 进行简化模拟有时欠妥，因此如何使用3D 模型对柱体绕流进行正确合理模拟还需要深入研究。
随着测试技术的发展，粒子图像测试（简称PIV）［7］与CFD技术的结合已被实践证明是一种高效、可靠的流体流动研究方法。
工程界已开始利用PIV与CFD结合的方法设计反应器，为目前仅以经验为主进行反应器放大设计的方法开拓了一条新路。
5 结语本文对已有国内外研究资料进行了总结并对二维柱体绕流进行了数值模拟，可看出简化后的二维模拟与试验结果有所偏差，而关于三维绕流阻力问题的理论研究不多，数值模拟也大多是二维绕流的情况。
因此，对该问题进行深入研究和完善具有重要意义。
参考文献[1] 李玉柱，贺五洲. 工程流体力学[M]. 北京：清华大学出版社，2006.[2] N.E伊杰里奇克.水利摩阻手册[M].北京：航空发动机编辑部，1985.[3] 杨纪伟，付晓丽. 圆柱绕流研究进展. 中国水运[J]，2005.5，第08 卷第5期[4] 苑明顺. 高雷诺数圆柱绕流的二维大涡模拟. 水动力学研究与进展[J]，1992.12，A辑第七增刊.[5] Breuer,M.A challenging test case for large eddy simulation: high Reynoldsnumber circular cylinder flow. Int J. Heat and Fluid Flow. 2000,21:648-654 ⑹姚熊亮等.基于LES方法圆柱绕流三维数值模拟.水动力学与进展[J]，A辑第22卷第5期[7] 张孝棣等.圆柱体绕流尾迹的PIV测量.试验流体力学[J]，第19卷第2期[8] Okajima,A. Strouhal number of rectangular cylinders. Journal of FluidMechanics. 1982,123:379-398[9] 白桦，李家武，夏勇. 低雷诺数圆柱绕流数值模拟及控制措施. 建筑科学与工程学报[J]，2010.12，第27卷第四期。